Способ выделения глутаминовой кислоты из культуральной жидкости

Способ выделения глутаминовой кислоты из культуральной жидкости

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа выделения глутаминовой кислоты из культуральной жидкости. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и утилизация отходов за счет одновременного получения азотно-калийного удобрения. Культуральную жидкость (КЖ) подкисляют азотной кислотой до pH 0,8 - 1,2 и пропускают через колонку с сильнокислотным катионитом в K⁺-форме для сорбции глутаминовой кислоты. Катионит промывают водой и элюируют глутаминовую кислоту раствором щелочи. Глутаминовую кислоту из элюата извлекают кристаллизацией. Отработанную КЖ, промывные воды и маточник после кристаллизации глутаминовой кислоты объединяют, нейтрализуют гидроксидом калия и высушивают, получая азотно-калийное удобрение.

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа выделения глутаминовой кислоты из культуральной жидкости. Цель изобретения повышение выхода целевого продукта и утилизация отходов за счет одновременного получения азотно-калийного удобрения. Способ осуществляют следующим образом. Исходную культуральную жидкость продуцента глутаминовой кислоты подкисляют азотной кислотой до значения рН 0,8-1,2 и пропускают через колонку сильнокислотного катионита в К⁺-форме. После сорбции глутаминовой кислоты колонку промывают водой. Отработанную культуральную жидкость, содержащую биомассу продуцента глутаминовой кислоты, и промывные воды собирают. Глутаминовую кислоту элюируют с колонки раствором щелочи, рН элюата доводят до значения изоэлектрической точки глутаминовой кислоты и отделяют кристаллы, выпавшие после выдержки в течение определенного времени. Отработанную культуральную жидкость, промывные воды и маточник после отделения кристаллов глутаминовой кислоты объединяют, нейтрализуют и высушивают. Подкисление культуральной жидкости азотной кислотой предпочтительно осуществлять до значения рН 0,8-1,2. В этом интервале рН имеет место более полная сорбция целевого продукта, присутствующего в растворе в виде катиона. Объединенные отработанную культуральную жидкость, имеющую кислую реакцию, промывные воды, имеющие кислую реакцию, и маточник после отделения кристаллов глутаминовой кислоты, имеющий слабокислую реакцию, следует нейтрализовать гидроксидом калия до значения рН 6,5-7,5. Эти объединенные нейтрализованные фракции высушивают, например, распылительным методом или предварительным частичным упариванием суспензии, а затем высушиванием. В результате осуществления способа, кроме глутаминовой кислоты, получают продукт, содержащий 20-25% органических веществ (бетаин, углеводы, белки, глутаминования кислота, биомасса продуцента) и 75-80% неорганических веществ (в основном калийной селитры). Этот продукт представляет собой полноценное азотно-калийное удобрение, которое может найти применение в сельскохозяйственной практике. Одновременно отпадает необходимость очистки сточных вод и вывоза для захоронения биомассы продуцента. П р и м е р 1. В ионообменную колонку диаметром 6 см и высотой 80 см загружают 2 л (в набухшем состоянии) катионита КУ-28 в К⁺-форме. Через колонку снизу пропускают 4 л культуральной жидкости (КЖ) продуцента глутаминовой кислоты, выращенного на среде, содержащей мелассу, гидролизат кормовых дрожжей и соли, со скоростью 0,7 об/ч. Предварительно культуральную жидкость подкисляют 10% -ной азотной кислотой до рН 1,2 в реакторе с мешалкой. Окисляющего воздействия азотной кислоты, сопровождаемого обычно появлением газообразных окислов азота, не замечено. Концентрация глутаминовой кислоты в подкисленной культуральной жидкости составляет 42 г/л. Остатки КЖ, находящейся в колонне, вытесняют 2 л воды. Фильтрат с биомассой собирают в емкости для стоков до тех пор, пока проскок глутаминовой кислоты не превысит концентрацию 2 г/л, далее фильтрат вплоть до окончания вытеснения КЖ водой собирают в емкости возвратной КЖ, которую используют в последующем цикле. Всего собрано 2,7 л кислого стока с рН 0,9 и 2,1 л возвратной КЖ с активностью 13,5 г/л. Количество сорбированной на колонну аминокислоты составляет 140 г. 1,2 л промывной воды с рН 2,5 направляют в емкость кислого стока. Десорбцию глутаминовой кислоты осуществляют с помощью 2 н. раствора гидроксида калия, пропуская его через колонку снизу со скоростью 0,7 об/ч. Сбор элюата ведут по рефракции. Начало и окончание сбора соответствует показателю преломления 1,336. Собрано 1,4 л элюата с концентрацией 97 г/л. рН элюата доводят азотной кислотой до 3,2 и оставляют его в холодной камере при 5^оС на 10 ч. Получено 112 г глутаминовой кислоты чистоты 96,1% Выход в пересчете на сорбированное количество составляет 78,5% 1,29 л маточника с концентрацией 21,7 г/л смешивают с 2,7 л кислого стока с колонны и 1,2 л промывной воды. Смесь нейтрализуют до рН 7,0 гидроксидом калия и высушивают в сушилке со взвешенным слоем. В результате получено 818 г сыпучего продукта, содержащего 22% органических веществ (биомасса, углеводы, белки, бетаин и т.п.) и 78% неорганических веществ, из которых 85% приходится на долю KNO₃. Продукт используют в качестве органокалийного удобрения.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ ИЗ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, включающий сорбцию глутаминовой кислоты на сильнокислотном катионите, промывание катионита, элюирование глутаминовой кислоты раствором щелочи, извлечение ее из элюата кристаллизацией, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и утилизации отходов за счет одновременного получения азотно-калийного удобрения, культуральную жидкость перед сорбцией глутаминовой кислоты на катионите подкисляют азотной кислотой, катионит используют в К⁺-форме, а отработанную культуральную жидкость, промывные воды и маточник после кристаллизации глутаминовой кислоты объединяют, нейтрализуют гидроксидом калия и высушивают.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 23.09.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 28-2000

Извещение опубликовано: 10.10.2000